ژل سیلیکا فوم چیست و با چه نام هایی در صنعت شناخته می شود؟

امروزه با وجود برندهای تجاری فراوان در زمینه تولیدات صنعتی، اسامی فراوانی هم برای تولیدات صنعتی مختلف وجود دارد. هر شرکتی محصول خود را تحت عنوان خاصی به بازار ارائه می‌دهد. برند محصولا، بیانگر اطلاعات محصول نیستند. بلکه تنها نام تجاری تعیین شده برای یک محصول است. برای شناخت  محصولات، باید با ماهیت آن آشنا شد. سیلیکا فوم نیز در دسته محصولاتی قرار دارد که برای شناخت آن باید آن را از منشاء مورد تحقیق و بررسی قرار داد. در ادامه مقاله به بررسی عمیق سیلیکا فوم و یا دوده سیلیس پرداخته شده است.

سیلیکا فوم یا دوده سیلیس کدام نام صحیح است؟

هر دوی این نام‌ها در صنعت استفاده می‌شوند. همچنین اسامی دیگری مانند میکروسیلیس، فوم سیلیس و بخار سیلیس برای این ماده وجود دارد.اما به طور کلی از نظر ماهیت تفاوتی بایگدیگر ندارند. ریشه این اسامی از نحوه تولید این ماده در کارخانه گرفته شده است. در ادامه مقاله به طور مفصل به آن اشاره خواهد شد.

نحوه تولید سیلیکا فوم

هنگامی که ذغال سنگ، تراشه‌های چوبی و کوارتز برای تولید آلیاژ‌های با پایه سیلیسی و فولادی با هم سوزانده می‌شوند، دود متراکمی از کوره‌الکتریکی در کارخانه‌ها بیرون می‌آید. این بخار از نظر تجاری همان دوده سیلیس یا سیلیکا فوم نامیده می‌شود و ترکیب علمی آن دی اکسید سیلیکون (SiO2) است. این ماده به تنهایی برای تقویت بتن مورد استفاده در ساخت ساختمان‌های مختلف، پل‌ها و سایر سازه‌ها بسیار مفید است. معمولا به صورتی که گفته شد با مواد دیگر ترکیب می‌شود تا خواص مورد انتظار را برآورده کند. این ماده به صورت ژل یا پودر به بازار عرضه می‌شود. درواقع سیلیکا فوم ماده اصلی تشکیل‌دهنده ژل سیلیکا فوم است.

نکته : استفاده از دوده سیلیس به شکل پودری برای سلامتی مضر است . بنابراین از آن ترجیحا به شکل ژل و خمیری استفاده می‌شود.

ژل میکروسیلیس با الیاف

ژل میکروسیلیس الیاف‌دار به عنوان افزودنی تقویت کننده بتن کاربرد دارد. با استفاده از این مواد در بتن، ویژگی‌هایی چون مقاومت فشاری، مقاومت در برابر ترک‌خوردگی،مقاومت در برابر سایش و… چندین برابر افزایش می‌یابد. ژل‌های میکروسیلیس الیاف‌دار از ترکیب افزودنی‌های آب‌بندکننده، فوق‌روان کننده‌ها، پودر میکرو سیلیس و… تشکیل می‌شوند.

قیمت ژل میکروسیلیس

هماطور که گفته شد تنوع محصولات صنعتی بسیار گسترده است و این گستردگی بازه‌ی وسیعی از قیمت‌ها را در اختیار مصرف کننده قرار می‌دهد. از طرفی هر کدام از شرکت‌ها و برندها محصولات خود را با درصد اختلاط متفاوتی تولید می‌کنند. مثلا شاید میزان دوده سیلیس نسبت به الیاف فولادی بیشتر باشد و یا برعکس و یا ممکن است درصد خلوص دوده سیلیس متفاوت باشد که با بررسی هرکدام به قیمت‌های متفاوتی برخورد می‌کنیم.

مقدار مصرف ژل میکروسیلیس

بسته به خواسته و هدف موردنیاز،دوده سیلیس می‌تواند با عیارهای متفاوتی مورد استفاده قرار بگیرد.علاوه بر این، باید توجه نمود که ممکن است افزودنی های متفاوت دیگری هم به مخلوط اضافه شوند. ازین مواد می‌توان به پلیمر آب‌بند کننده و الیاف فولادی مختلف اشاره کرد.

مزایا

• افزایش چشم‌گیر مقاومت
• کاهش نسبت آب به سیمان
• جلوگیری از آب انداختن بتن
• کاهش نفوذپذیری

معایب

• قیمت بالا
• احتمال نفوذ کلریدها
• نیاز به کاهنده‌ی آب شدید

چگونه میکروسیلیس باعث بهبود وضع بتن می شوند؟

میکروسیلیس از انواع افزودنی‌هایی با قابلیت چند جانبه و در اصطلاح لاتین (heavy-duty) می‌باشد. به این معنا که در هر زمینه مورد نظر ما، مثلا در رابطه با مقاومت سایشی می‌توان میکروسیلیس را از جمله افزودنی‌های به درد بخور به حساب آورد. حالا برای مثال توضیحی در زمینه عملکرد سایشی بتن حاوی میکروسیلیس ارائه می‌کنیم. میکروسیلیس به‌خاطر دارا بودن سیلیکات کلسیم سخت (c-s-h)  و همچنین به‌خاطر تراکم بالا،خلل و فرج کم، مقاومت سایشی مطلوبی برای بتن فراهم می‌سازد. بنابراین می‌توان گفت که میکروسیلیس در زمینه افزایش مقاومت سایشی بتن بسیار مفید است. مورد گفته شده یکی از کاربردهای میکروسیلیس‌ها است. میکروسیلیس‌ها در بسیاری از مواد دیگر مانند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت کششی، فشاری، لهیدگی و بهبود کارایی مناسب هستند.

میکروسیلیس در بتن در برابر آتش

مطالعات در مورد عملکرد میکروسیلیس در بتن در دهه 1950 آغاز شد. میکروسیلیس به عنوان یک افزودنی مناسب، خواص مکانیکی و دوام بتن را بهبود می‌بخشد. میکروسیلیس، معروف‌ترین ماده افزودنی در بتن با مقاومت بالا است. چندین پروژه تحقیقاتی جهت مطالعه رفتار بتن ساخته شده با میکروسیلیس، پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا انجام شد. هدف اصلی از این مطالعات آزمایش خطر ورقه ورقه شدن انفجاری در بتن مقاوم با میکروسیلیس بود. پیشنهاد شد که 10 درصد از سیمان را با سیلیس جایگزین کنند، تا از ایجاد ورقه ورقه شدن انفجاری جلوگیری شود. مقاومت فشاری باقیمانده (170 نیوتن متر بر متر مربع) با 14 تا 20 درصد میکروسیلیس پس از 350 درجه سانتی‌گراد افزایش یافته و سپس در دمای بالا به سرعت کاهش می‌یابد.متغیرهای آزمایش در مورد نمونه های بتنی عبارت بودند از: مقدار سیلیس (0 ، 3 ، 9 ٪) و حداکثر دما (20 ، 50 ، 150 ، 300 ، 500 ، 1000 درجه سانتی گراد).

در این آزمایش،ویژگی‌های مورد مطالعه عبارت بودند از: ترک خوردگی سطح، ورقه ورقه شدن انفجار، مقاومت فشاری باقی مانده و مقاومت خمشی باقی مانده. نتایج برای نمونه های بتنی با w/c = 0.35 انتخاب شد. نسبت آب به سیمان در تمام نمونه ها ثابت بود. نمونه های سیلندر (60 =فی میلی‌متر ، h = 120 میلی‌متر) برای اندازه گیری مقاومت فشاری استفاده شد و مقاومت خمشی روی منشورها (70x70x250 میلی‌متر) اندازه گیری شد. میزان سیلیکا باعث افزایش استحکام پسماند پس از دمای بالا نمی‌شود. برای ترکیبات مشابه حتی کاهش استحکام باقی مانده مشاهده شد. خطر ورقه ورقه شدن انفجاری در منشورها بیشتر از سیلندرها بود. این را می‌توان با شکل متفاوت نمونه ها توضیح داد. افزایش میزان میکروسیلیس خطر انفجار نمونه‌های بتنی را کاهش می‌دهد.